搜索
..课题:PLC在温度监测与控制系统中的应用1．工艺过程在工业生产自动控制中，为了生产安全或为了保证产品质量，对于温度，压力，流量，成分，速度等一些重要的被控参数，通常需要进行自动监测，并根据监测结果进行相应的控制，以反复提醒操作人员注意，必要时采取紧急措施。温度是工业生产对象中主要的被控参数之一。本设计以一个温度监测与控制系统为例，来说明PLC在模拟量信号监测与控制中的应用问题。2．系统控制要求PLC在温度监测与控制系统中的逻辑流程图如图所示：具体控制要求如下：将被控系统的温度控制在50度-60度之间，当温度低于50度或高于60度时，应能自动进行调整，当调整3分钟后仍不能脱离不正常状态，则应采用声光报警，以提醒操作人员注意排除故障。系统设置一个启动按纽-启动控制程序，设置绿，红，黄3个指示灯来指示温度状态。被控温度在要求范围内，绿灯亮，表示系统运行正常。当被控温度超过上限或低于下限时，经调整3分钟后仍不能回到正常范围，则红灯或黄灯亮，并有声音报警，表示温度超过上限或低于下限。..在被控系统中设置4个温度测量点，温度信号经变送器变成0~5V的电信号（对应温度0~100度），送入4个模拟量输入通道。PLC读入四路温度值后，再取其平均值作为被控系统的实际值。若被测温度超过允许范围，按控制算法运算后，通过模拟两输出通道，向被控系统送出0~10V的模拟量温度控制信号。PLC通过输入端口连接启动按钮，通过输出端口控制绿灯的亮灭，通过输出端口控制红灯的亮灭，通过输出端口控制黄灯的亮灭。系统要求温度控制在50度~60度的范围内，为了控制方便，设定一个温度较佳值（本题设为50度），并以此作为被控温度的基准值。另外，还需要设定输出控制信号时的调节基准量，正常情况下，输出基准量时被控制温度接近较佳值。本例设定的基准调节量相当于PLC（输出6V）。加热炉一类的温度控制对象，其系统本身的动态特性基本上属于一阶滞后环节，在控制算法上可以采用PLD控制或在林算法。由于本系统温度控制要求不高，为了简化起件，本例按P（比例）控制算法进行运算采样调节周期高为1秒。实现温度检测懒惰控制的过程包括：PLC投入运行时，通过特殊辅助继电器M71产生的初始化脉冲进行初始化，包括将温度较佳值和基准调节存入有关数据寄存器，使计时用的两个计数器复位。按启动按钮（X500），控制系统投入运行。采样时间到，则将待测的四点温度值读入PLC，然后按算术平均的办法求出四点温度的平均值Q。将Q与Qmax（温度允许上限）比较，若也未低于下限，则说明温度正常，等待下一次采样。若Q﹥Qmax，进行上限处理：计算Q与上限温度偏差，计算调节量（比例系数设为2），发出调节命令，并判断调节时间，若调节时间太长，进行声光（红灯亮）；若调节时间未到3分钟，则准备下次继续采样及调节。当采样温度低于下限，即Q＜Qmax时，进行下限处理：计算Q与下限温度偏差，计算调节量，发出调节命令，并判断调节时间，若调节时间太长，进行声光（黄灯亮）；若调节时间未到3分钟，则准备下次继续采样及调节。..3.控制系统的I/O点及地址分配控制系统的模块号,输入/输出端子号,地址号,信号名称,说明如表:模块号输入端子号输出端子号地址号信号名称说明CPU2261I0.0总启动开关,按扭1Q0.1加热器输出,加温2Q0.2红灯,”1”有效指示灯3Q0.3绿灯,”1”有效指示灯4Q0.4黄灯,”1”有效指示灯EM2221I0.1总停止开关,按扭1Q0.5喇叭输出,”1”有效声报警器EM2351AIW0远程电压输入12AIW2远程电压输入23AIW4远程电压输入34AIW6远程电压输入41AQW0远程电压输出1..控制系统的序号,名称,地址,注释如表:序号名称地址注释序号名称地址注释1总启动开关I0.0上升沿有效14过程变量VD032BIT2总停止开关I0.1上升沿有效15设定值VD432BIT3加热器Q0.1“1”有效16偏差值VD832BIT4红灯Q0.2“1”有效17增益VD1232BIT5绿灯Q0.3“1”有效18采样时间VD1632BIT6黄灯Q0.4“1”有效19积分时间VD2032BIT7喇叭Q0.5“1”有效20微分时间VD2432BIT8远程电压输入1AIW012BIT21积分前项VD2832BIT9远程电压输入2AIW212BIT22过程前值VD3232BIT10远程电压输入3AIW412BIT23运行标志M0.0“1”有效11远程电压输入4AIW612BIT24平均值VD4032BIT12电压信号输出1AQW012BIT25PID输出VW4012BIT13PID表首地址VB08BIT264.PLC系统选型参照西门子ST-200产品目录及市场实际价格，选用主机为CPU222（8/6继电器输出）一台，加上一台扩展模块EM222（8继电器输出），再扩展一个模拟量模块EM235（4AI/1AO）。这样的配置是最经济的。整个PLC系统..的配置如图所示。5.电气控制系统原理图电气控制系统原理图包括主电路图，控制电路图及PLC外围接线图。1）主电路图如图所示为电控系统主电路。一台加热器为M1。接触器KM1控制着M1正常运行，FR1为加热器过载保护用的热继电器；QF1为断路器；FU1为主电路的熔断器，VVVF为简单的一般变频器。2）控制电路图如图所示，..3）PLC外围接线图..6.主程序及梯形图1）主程序OB11.总启动与总停止LDSM0.0AI0.0SQ0.1,12.正常范围显示LDSM0.0AR=VD40,2.5SQ0.3,1SM0.1,13.调用子程序0以便控制LDI0.0SM0.0,1CALLSBR_0..4.超过上下限启动定时器LDM0.0LDRVD40,2.5ORVD40,3.0ALDAM0.1TONT101,18005.定时到还不在规定范围内则报警.LDSM0.0AT101LPSARVD40,3.0..SQ0.2,1SQ0.5,1RQ0.3,1LPPARVD40,2.5SQ0.4,1SQ0.5,1RQ0.3,16.正常情况下的指示LDSM0.0AI0.1RM0.1,1RQ0.1,1RQ0.2,1RQ0.3,1RQ0.4,1RQ0.5,1....2）设计PID参数LDM0.0MOVR2.75,VD4MOVR2.0,VD12MOVR1.0,VD16MOVR0.0,VD20MOVR0.0,VD24MOVB100,SMB34ATCHINT_0,10ENI3）取实际温度变量1.四温度传感器电压值送内存LDSM0.0MOVWAIW0,VW0MOVWAIW2,VW2MOVWAIW4,VW4MOVWAIW6,VW6..2.温度实际电压值送内存LDSM0.0MOVWVW0,VW8+IVW2,VW8MOVWVW4,VW10+IVW6,VW10MOVWVW8,VW12+IVW10,VW12MOVWVW12,VW14/I+4,VW14ITDVW14,VD40..4）PID调节与输出1.得到过程变量VD0LDM0.0CALLSBR_1MOVDVD40,AC0DTRAC0,AC0/R32000.0,AC0MOVRAC0,VD02.VB0号PID表LDSM0.0PIDVB0,0..3.PID调节输出LDSM0.0MOVRVD8,AC0*R32000.0,AC0ROUNDAC0,AC0DTIAC0,VW40MOVWVW40,AQW0单纯的课本内容，并不能满足学生的需要，通过补充，达到内容的完善教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。